本发明涉及一种偏差控制方法，尤其涉及一种压下油缸偏差控制方法。
背景技术：
热连轧机的机架两侧(工作侧和传动侧)通常具有用于辊缝调平的压下油缸。
由于热连轧机在轧制过程中受到的作用力较大(通常在3000-5000t)，为了保护压下油缸，目前在机架工作侧的入口端和出口端以及机架传动侧的入口端和出口端均设有压下油缸位置传感器，以检测机架两侧的压下油缸的位置，根据该位置设定压下油缸保护条件。具体来说：根据机架单侧(机架两侧中任意一侧)的入口端和出口端的压下油缸位置传感器测得的数据得到该单侧的压下油缸位置偏差；当单侧的压下油缸位置偏差超过某一阈值时，热连轧机自动快停并打开辊缝，以防止该单侧的压下油缸在倾斜状态下，受到作用力的影响发生局部磨损或断裂；此外，由于单侧的压下油缸位置偏差过大会引起机架两侧的辊缝偏差过大，因此当单侧的压下油缸位置偏差过大时，热连轧机自动封锁两侧辊缝调平功能。
上述方案存在以下问题：
1)当单侧的压下油缸位置偏差超过某一阈值(例如3.5mm)时，热连轧机自动锁定压下油缸，从而无法进行辊缝调平，造成跑偏后的废钢；
2)当单侧的压下油缸位置偏差超过某一阈值(例如10mm)时，热连轧机自动快停并打开辊缝，从而造成废钢。
上述问题的共性是压下油缸位置偏差控制条件片面单一，造成废钢率大。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法，该方法用于对热连轧机的轧制过程进行控制以保护压下油缸，该方法从整体考 虑全面精确设定压下油缸位置偏差控制条件，从而在保护压下油缸的前提下尽量保证正常轧制，降低废钢率。
为了实现上述目的，本发明提出了一种热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法，其包括步骤：
(1)判断热连轧机机架的状态，若为“有钢”状态，则进行步骤(2a)，若为“无钢”状态，则进行步骤(2b)；
(2a)动态偏差控制：
通过下述模型计算压下油缸位置偏差的方差
其中，λ表示方差系数；n表示控制时段内对压下油缸位置传感器测得的数据的扫描次数；θ1、θ2、θ3……θn分别表示第1个扫描周期、第2个扫描周期、第3个扫描周期……第n个扫描周期内的机架两侧的压下油缸位置偏差；θ为θ1、θ2、θ3……θn的均值，j＝1,2,3……n；xj1表示在第j个扫描周期内机架工作侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据；xj2表示在第j个扫描周期内机架工作侧的出口端压下油缸位置传感器测得的数据；xj3表示在第j个扫描周期内机架传动侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据；xj4表示在第j个扫描周期内机架传动侧的出口端压下油缸位置传感器测得的数据；
判断
(2b)静态偏差控制：
分别计算热连轧机的机架的工作侧的压下油缸位置偏差s1和传动侧的压下油缸位置偏差s2：
s1＝|x1-x2|；
s2＝|x3-x4|；
其中，x1表示机架工作侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据；x2表示机架工作侧的出口端压下油缸位置传感器测得的数据；x3表示机架传动侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据；x4表示机架传动侧的出口端压下 油缸位置传感器测得的数据；
计算所述机架两侧的压下油缸位置偏差s：
将机架两侧的压下油缸位置偏差s与第二偏差阈值β1进行比较，若s≥β1，则禁止机架进钢；若s＜β1，则允许机架进钢，进行下一步骤；
将工作侧的压下油缸位置偏差s1和传动侧的压下油缸位置偏差s2分别与第三偏差阈值β2进行比较，若s1和s2的至少其中之一大于等于β2，，则锁定压下油缸，若s1和s2均小于β2，则进行正常轧制。
本发明所述的热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法，其用于对热连轧机的轧制过程进行控制以保护压下油缸，该方法从整体考虑，针对热连轧机机架的“有钢”状态和“无钢”状态分别适用动态偏差控制和静态偏差控制，全面精确设定压下油缸位置偏差控制条件，从而在保护压下油缸的前提下尽量保证正常轧制，降低废钢率。
具体来说：动态偏差控制基于代表整体动态的压下油缸位置偏差程度的θj计算得到压下油缸位置偏差的方差
进一步地，本发明所述的热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法中，在所述步骤(1)中，根据各机架的轧制力绝对值判断各机架的状态。
更进一步地，在上述热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法中，在所述步骤(1)中，判断带钢是否到达指定窗口，且各机架的轧制力绝对值是否达到门槛值，如果为“是”，则判断为“有钢”状态，如果为“否”，则判断为“无钢”状态。
进一步地，本发明所述的热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法中，在 所述步骤(2a)中，如果判断为“是”，则还发出报警信号。
本发明所述的热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法具有以下优点：
(1)从整体考虑全面精确设定压下油缸位置偏差控制条件，从而在保护压下油缸的前提下尽量保证正常轧制，降低废钢率；
(2)可基于现有设备改进，不需要额外投入设备；
(3)符合钢铁行业对提高生产效率和过程精度控制的更高要求的趋势。
附图说明
图1为本发明所述的热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法做出进一步的解释说明，但是该解释说明并不构成对本发明的技术方案的不当限定。
本实施例的热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法用于对热连轧机的轧制过程进行控制以保护压下油缸，该控制通过与保护压下油缸相关的执行系统连接的plc系统实现，该plc系统中设置有与上述方法的流程相对应的程序。
图1显示了本实施例的热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法的流程。
如图1所示，本实施例的热连轧机的压下油缸位置偏差控制方法通过设置有对应以下步骤的程序的plc系统实现：
(1)机架状态判断：判断热连轧机机架的状态，若为“有钢”状态，则进行步骤(2a)，若为“无钢”状态，则进行步骤(2b)；
(2a)动态偏差控制：
通过下述模型计算压下油缸位置偏差的方差
其中，λ表示方差系数；n表示控制时段内对压下油缸位置传感器测得的数据的扫描次数；θ1、θ2、θ3……θn分别表示第1个扫描周期、第2个扫描周期、第3个扫描周期……第n个扫描周期内的机架两侧的压下油缸位置偏差；θ为θ1、θ2、θ3……θn的均值，j＝1,2,3……n；xj1表示在第j个扫描周期内机架工作侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据；xj2表示在第j个扫描周期内机架工作侧的出口端压下油缸位置传感器测得的数据；xj3表示在第j个扫描周期内机架传动侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据；xj4表示在第j个扫描周期内机架传动侧的出口端压下油缸位置传感器测得的数据；
判断
(2b)静态偏差控制：
分别计算热连轧机的机架的工作侧的压下油缸位置偏差s1和传动侧的压下油缸位置偏差s2：
s1＝|x1-x2|；
s2＝|x3-x4|；
其中，x1表示机架工作侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据；x2表示机架工作侧的出口端压下油缸位置传感器测得的数据；x3表示机架传动侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据；x4表示机架传动侧的出口端压下油缸位置传感器测得的数据；
计算机架两侧的压下油缸位置偏差s：
将机架两侧的压下油缸位置偏差s与第二偏差阈值β1进行比较，若s≥β1，则禁止机架进钢；若s＜β1，则允许机架进钢，进行下一步骤；
将工作侧的压下油缸位置偏差s1和传动侧的压下油缸位置偏差s2分别与第三偏差阈值β2进行比较，若s1和s2的至少其中之一大于等于β2，，则锁定压下油缸，若s1和s2均小于β2，则进行正常轧制。
上述步骤(1)中，可根据各机架的轧制力绝对值判断各机架的状态，具体来说，判断带钢是否到达指定窗口，且各机架的轧制力绝对值是否达到门 槛值，如果为“是”，则判断为“有钢”状态，如果为“否”，则判断为“无钢”状态。
表1列出了热连轧机机架f1～f7的在上述机架状态判断方法下的门槛值的范围。需要说明的是，对于一个特定的实施例来说，门槛值是位于表1所列的范围值中的一个点值。
表1.
实施例1
在该实施例中，plc系统执行与上述步骤相应的程序以对上述表1中的机架f1中的上述执行系统进行控制，具体过程为：
(1)判断机架状态：此时带钢未到达指定窗口(在本实施例中为精轧前的立辊)同时，机架f1的轧制力绝对值为28t，对照上述表1可知其没有达到门槛值400-550t中的任何一个值，因此此时机架f1肯定为“无钢”状态，进行步骤(2b)；
(2b)静态偏差控制：
plc系统通过油缸位置传感器得到此时机架f1的工作侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据x1、工作侧的出口端压下油缸位置传感器测得的数据x2、传动侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据x3以及传动侧的出口端压下油缸位置传感器测得的数据x4，具体数据为：x1＝25.4mm，x2＝22.3mm，x3＝17.8mm，x4＝28.9mm；并按下式计算得到工作侧的压下油缸位置偏差s1、传动侧的压下油缸位置偏差s2以及机架两侧的压下油缸位置偏差s：
s1＝|x1-x2|，
s2＝|x3-x4|，
具体数据为：s1＝3.1mm，s2＝11.1mm，s＝7.1mm；
本实施例中第二偏差阈值β1取9.5mm，经plc系统比较判定此时s＜β1，允许机架进钢，进行下一步骤；
本实施例中第二偏差阈值β2取10mm，经plc系统比较判定此时s2＞β2，锁定压下油缸。
实施例2
在本实施例汇总，plc系统执行与上述步骤相应的程序以对上述表1中的机架f2中的上述执行系统进行控制，具体过程为：
(1)判断机架状态：此时带钢到达指定窗口(在本实施例中为精轧f1机架)，且机架f2的轧制力绝对值为1852t，对照上述表1可知，其已经超过了表1所示的400-550t的任何一个值，因此此时机架f2必然为“有钢”状态，进行步骤(2a)；
(2a)动态偏差控制：
plc系统以50ms的扫描周期通过油缸位置传感器获取1秒内20个扫描周期j(j＝1,2,3……20)机架f2的工作侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据xj1、工作侧的出口端压下油缸位置传感器测得的数据xj2、传动侧的入口端压下油缸位置传感器测得的数据xj3以及传动侧的出口端压下油缸位置传感器测得的数据xj4，并按下式计算得到20个扫描周期内的机架两侧的压下油缸位置偏差θj：
具体数据如表2所示：
表2.
对表2中的θj求均值得到上述20个扫描周期内的机架两侧的压下油缸位置偏差的均值θ＝0.92175mm，并按下式计算得到上述20个扫描周期内的压下油缸位置偏差的方差
本实施例中λ取1，n＝20，因此
本实施例中方差阈值取0.01mm，第一偏差阈值α取6mm，经plc系统比较判定此时
需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。